课题化工生产过程中的基本问题

走进化学工业化工生产过程中的

基本问题硫酸的用途硫酸的性质(1)物理性质:硫酸是一种无色,难挥发,易溶于水的油状液体。浓硫酸溶于水时会放出大量的热。因此,稀释硫酸时应该把______倒到______中,并_____.(2)化学性质:浓硫酸具有酸性,______性,______性和______性.浓硫酸水不断搅拌吸水脱水强氧化思考:

(1)自然界中有没有天然的硫酸?(2)工业上如何制取硫酸?(一)硫酸工业生产的原理思考:1.自然界中存在的含硫的物质有哪些?2.这些物质要经过哪些中间产物才能变成硫酸?依据化学原理确定生产过程硫酸生产反应式S(s)+O2(g)SO2(g)

高温(一)硫酸工业生产的原理SO3(g)+H2O(l)H2SO4(l)第一步：第二步：第三步：以硫磺为原料:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)催化剂加热(造气)(催化氧化)(吸收)依据化学原理确定生产过程硫酸生产反应式(二)硫酸工业原料的选择4FeS2(S)+11O2(g)2Fe2O3(s)+8SO2(g)

高温第一步：SO3(g)+H2O(l)H2SO4(l)2SO2(g)

+O2(g)2SO3(g)催化剂加热第二步：第三步：以FeS2为原料思考:为什么不主张用黄铁矿(主要成分FeS2)作为原料生产硫酸?因此:硫酸生产中的三种原料:硫磺(或黄铁矿),空气,和水依据化学原理确定生产过程硫酸生产反应式S(s)+O2(g)SO2(g)

高温SO3(g)+H2O(l)H2SO4(l)第一步：第二步：第三步：以硫磺为原料:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)催化剂加热(造气)(催化氧化)(吸收)工业中通常用98%的硫酸溶液代替水来吸收SO3想一想:从生产硫酸的原理看,硫酸厂中的生产设备最少应分几部分?依据化学原理确定生产过程硫酸虽然是由三氧化硫和水反应制的，但工业上并不直接用水或稀硫酸吸收。因为容易形成酸雾，不利于三氧化硫的吸收硫酸工业生产的三个主要设备沸腾炉图片接触室图片98.3%H2SO4SO2O2SO2O2SO2O2依据化学原理确定生产过程1.依据化学反应原理确定生产过程二.化学生产过程中的基本问题反应条件设备选择废热利用…2.生产中原料的选择原料的净化成本问题设备的规模生产的流程长短…（三）生产中反应条件的控制化学平衡

可逆反应的正、逆反应速率相同,反应物和生成物的浓度不再发生变化可逆反应的反应物转化为生成物的百分率——转化率可通过改变反应条件加以调控3.生产中反应条件的控制勒夏特列原理

改变影响化学平衡的一个条件(如浓度,温度,压强等),平衡就向能减弱这种改变的方向移动.P7页思考与交流练习：注意：（1）浓度中：改变固体的量不能改变浓度（2）压强中：只对气体而言外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响改变外界条件化学反应速率的变化平衡移动的方向浓度增大反应物的浓度减小反应物的浓度压强增大压强减小压强温度升高温度降低温度催化剂加快减慢加快减慢加快减慢改变(加快或减慢)向正反应方向移动向逆反应方向移动向气体体积缩小的方向移动向气体体积增大的方向移动向吸热反应方向移动向放热反应方向移动不影响阅读P6表1-1,思考温度较____时,越有利于SO2转化为SO3?注意:工业生产中反应温度的选择往往还要考虑该温度下催化剂的活性.思考:是否温度越低越有利于SO2

转化为SO3?2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)放热催化剂硫酸工业生产的三个适宜条件:低应选择温度:(1)低温(400~5000C)阅读P6表1-2,思考压强的增大,SO2的转化率_____越高注意:工业生产中压强的选择往往还要考虑成本和能量消耗等问题思考:是否压强越高越好?硫酸工业生产的三个适宜条件:应选择压强:(2)常压(1)低温(400~5000C)(2)常压(3)适当过量的空气硫酸工业生产的三个适宜条件:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)生产中反应条件的控制1.如何处理尾气中的SO2?2.如何处理废水中的酸性物质?3.如何利用废渣和生产过程中的产生的

大量热能?工业：ＳＯ２Ｃa（ＯＨ）２ＣaＳＯ３Ｈ２ＳＯ４ＳＯ２（重新利用）实验室：ＳＯ２＋２ＮaＯＨ＝Ｎa２ＳＯ３＋Ｈ２Ｏ用石灰浆(Ca(OH)2或石灰石粉中和.废渣:分离后循环利用,剩下的作铺路用的沥青或用于制砖（四）生产中的三废处理（五）能量的充分利用硫酸生产过程中的三个化学反应都是放热反应，可以充分利用这些反应放出的热能(工厂里把它们叫做“废热”)以降低生产成本。在沸腾炉旁设置“废热”锅炉，产生蒸汽来发电；在接触室中设热交换装置。据测算，生产1t硫酸约需消耗100kW·h的电能，而相应量反应物在生产过程中放出的反应热相当于200kW·h的电能。化工生产过程:(1)确定化学反应原理(2)选择原料(3)选择设备和工艺流程(4)三废处理(环境保护)(5)能源的利用(综合经济利益)(6)其它问题(如厂址，成本，反应条件等问题）小结:(本节课重点)1.工业上接触法制硫酸概括为“五个三”:三种原料:三个反应:三个生产过程:三个主要设备:硫酸工业生产的三个适宜条件:2.硫酸生产中的废气及废液的处理方法.硫磺(或黄铁矿),空气,和水造气,催化氧化